Выщелачивание боксита

Процесс выщелачивания боксита заключается в обработке измельченной руды растворами едкого натра или оборотными растворами при повышенном давлении и температуре (в автоклавах). Цель выщелачивания – перевести глинозем боксита в раствор, а примеси оставить в красном шламе – твердом остатке.

Химизм выщелачивания важнейших компонентов боксита А1₂0_3, Fe₂O₃, SiO₂, TiO₂ при этом сводится к следующему:

Основная реакция процесса - гидроксиды алюминия при воздействии на них концентрированной NaOH образуют растворимый алюминат натрия по реакции:

Al₂O₃*nH₂O + 2NaOH = 2NaAlO₂ + (n+1)H₂O,

В то время как Fe₂O₃ и значительная часть SiO₂ пустой породы остаются в твердом остатке (шламе). В раствор может переходить некоторое количество SiO₂ в виде силиката натрия:

Si0₂ +2NаОН = Na₂Si0_{3( р-р)} + Н₂0.

При взаимодействии силиката натрия Na₂SiО₃ с алюминатом натрия NaAlO₂, образуется нерастворимая соль - алюмосиликат натрия (пермутит), выпадающая в осадок:

2Na₂SiО₃+2 NaAlO₂+4 Н₂0= Na₂О* Al₂O₃*2 SiО₂*2 Н₂0 +4 NаОН

Этот побочный процесс уменьшает извлечение из боксита алюминия, увеличивает потери щелочи, ухудшает обезвоживание пульпы. Измельчение боксита совместно с опре­деленным количеством СаО значительно снижает этот отрицательный эффект благодаря образованию нерастворимого силиката кальция.

Прочие примеси, которые присутствуют в боксите в небольших количествах (кремний, фосфор, хром, ванадий, галлий и органические вещества, сера) обычно переходят в раствор, но в дальнейшем либо не высаживаются совместно с глиноземом из раствора, либо высаживается незначительно.

Таким образом, раствор, получаемый в результате выщелачивания боксита, представляет собой раствор алюмината натрия NaAlO₂, загрязненный небольшими количествами примесей – соединениями кремния, фосфора, хрома, ванадия, галлия и органических веществ.

Основную массу твердого остатка от выщелачивания - красного шлама – составляют оксид железа Fe₂O₃ и натриевый алюмосиликат (Na₂О*Al₂O₃*2 SiО₂*2Н₂0).